DA0343 Nanostrukturētie metamateriāli

Kods DA0343
Nosaukums Nanostrukturētie metamateriāli
Statuss Obligātais/Ierobežotās izvēles
Līmenis un tips Augstākā līmeņa, Akadēmiskais
Tematiskā joma Fizika
Struktūrvienība Dabaszinātņu un tehnoloģiju fakultāte
Mācībspēks Andris Ozols
Kredītpunkti 6.0
Daļas 1
Anotācija Metamateriāli ir mākslīgi veidoti materiāli, kuru funkcionālās īpašības nosaka struktūra nevis vielas ķīmiskais sastāvs. Parasti šī struktūra ir periodiska, un tās periodam jābūt daudz mazākam nekā viļņa garums. Metamateriālu izveidē arvien lielāku lomu spēle nanotehnoloģijas. Metamateriāliem var būt īpašības, kādu nav parastajiem dabīgajiem materiāliem, piemēram, negatīvs laušanas koeficients, tādēļ šī nozare strauji attīstās. Studiju kurss iepazīstina ar metamateriālu izgatavošanas un darbības principiem, to klasifikāciju un īpašībām, kā arī ar to izmantošanu. Sevišķa uzmanība tiek veltīta elektromagnētiskajiem metamateriāliem, tajā skaitā optiski anizotropiem nanostrukturētiem metamateriāliem, un tādiem šo metamateriālu lietojumiem kā superlēcas, kuru izšķirtspēju neierobežo difrakcija, metamateriālu starotājiem un starojuma uztvērējiem, neredzamības pārklājiem..
Studiju kursa saturs
Saturs Pilna un nepilna laika klātienes studijas Nepilna laika neklātienes studijas
Kontaktstundas Patstāvīgais darbs Kontaktstundas Patstāvīgais darbs
Ievads. Metamateriāla jēdziens. Metamateriālu veidi. 2 3 0 0
V.Veselago ideja par metamateriālu ar negatīvu laušanas koeficientu. 1 no 2 kontaktstundām ir paredzēta praktiskajiem darbiem. 2 3 0 0
Enerģijas, impulsa un masas pārneses īpatnības. 1 no 2 kontaktstundām ir paredzēta praktiskajiem darbiem. 2 3 0 0
Elektromagnētiskie metamateriāli, to iedalījums. Dubultnegatīvie un mononegatīvie metamateriāli. 2 no 6 kontaktstundām ir paredzēta praktiskajiem darbiem. 6 9 0 0
Fotonkristāliskie metamateriāli. Fotonkristāliskās un mikrostrukturētās šķiedras. 2 no 4 kontaktstundām ir paredzēta praktiskajiem darbiem. 4 6 0 0
Nelineāri optiskās parādības fotonkristāliskajās un mikrostrukturētajās šķiedrās un to izmantošana. 2 no 4 kontaktstundām ir paredzēta praktiskajiem darbiem. 4 6 0 0
Zemviļņa fotonkristāliskie metamateriāli (fotoniskie metamateriāli). Efektīvais laušanas koeficienta anizotropij a. 1 no 4 kontaktstundām ir paredzēta praktiskajiem darbiem. 4 6 0 0
Organiskie un polimēru fotonkristāliskie metamateriāli. Metaliskie fotoniskie kristāli. 2 no 4 kontaktstundām ir paredzēta praktiskajiem darbiem. 4 6 0 0
Fotonkristāliskās struktūras dabā. Fotonkristālisko metamateriālu izgatavošana. 4 6 0 0
Plazmoniskie metamateriāli. Plazmoniskie nanovadi. 1 no 4 kontaktstundām ir paredzēta praktiskajiem darbiem. 4 6 0 0
Šķelto riņķu rezonatoru režģi mikroviļņu diapazonā. Regulējamie metamateriāli. Terahercu metamateriāli. 4 6 0 0
Akustiskie un seismiskie metamateriāli. Nanostrukturētie optiskie metamateriāli. 2 no 4 kontaktstundām ir paredzēta praktiskajiem darbiem. 4 6 0 0
Nanostruktūras kā metamateriāli: nanovadi, nanocaurules un grafēns. 4 6 0 0
Nanocauruļu elektronika un optoelektronika. Negatīvā refrakcija grafēnā. 4 6 0 0
Citi metamateriālu lietojumi. Superlēcas un hiperlēcas, to praktiskās lietošanas iespējas. Metamateriālu antenas. 4 6 0 0
Citi metamateriālu lietojumi (turpinājums). Fotonkristāliskie viļņvadi un sensori. Mākslīgie magnētiķi. 2 no 4 kontaktstundām ir paredzēta praktiskajiem darbiem. 4 6 0 0
Neredzamības pārklāji un antipārklāji. To aprēķinu metodes, praktiskā realizācija un lietošanas iespējas. 4 6 0 0
Kopā: 64 96 0 0
Mērķis un uzdevumi, izteikti
kompetencēs un prasmēs 		Studiju kursa mērķis ir dot iespēju studentam kļūt kompetentam šajā jomā. Studiju kursa uzdevumi ir sniegt studentam pamatzināšanas nanostrukturēto metamateriālu jomā, attīstīt spēju orientēties šīs jomas jautājumos un izmantot iegūtās zināšanas tālākajā zinātniskajā un praktiskajā darbā.
Sasniedzamie studiju
rezultāti un to vērtēšana 		Spēj identificēt un klasificēt metamateriālus. - Pārbaudes veidi: praktiskie darbi (kontroldarbi, mājas darbi un referāti) un rakstisks eksāmens. Kritēriji: students brīvi orientējas metamateriālos, māk tos klasificēt.
Spēj analizēt metamateriālu darbības principus un īpašības, kā arī lietojumus. - Pārbaudes veidi: praktiskie darbi (kontroldarbi, mājas darbi un referāti) un rakstisks eksāmens. Kritēriji: konkrētās situācijās students analizē metamateriālu darbības principus, īpašības, iespējamo izmantošanu.
Spēj izprast to ierīču darbību, kurās tiek izmantoti metamateriāli (piemērama, superlēcas, fotonkristāliskā šķiedras, metamateriālu antenas) un novērtēt attiecīgo komerciālo ierīču raksturlielumus. - Pārbaudes veidi: praktiskie darbi (kontroldarbi, mājas darbi un referāti) un rakstisks eksāmens. Kritērijs: students reāli novērtē konkrētas metamateriālu ierīces veiktspēju.
Kā izpildītājs spēj piedalīties projektos, kuros tiek sintezēti un pētīti metamateriāli un kuros tiek izstrādātas metamateriālu ierīces. - Pārbaudes veidi: praktiskie darbi (kontroldarbi, mājas darbi un referāti) un rakstisks eksāmens. Kritērijs: students spēj atrisināt uzdevumu par metamateriāliem.
Studiju rezultātu vērtēšanas kritēriji
Eksāmens - 50%
Praktiskie darbi - 50%
 
Priekšzināšanas Nepieciešamas ir priekšzināšanas par elektromagnētiskajiem viļņiem un materiālu uzbūvi un īpašībām (ieskaitot Maksvela vienādojumus), fizikālajā optikā, sevišķi jautājumos par interferenci un difrakciju, kvantu optikā un kvantu mehānikas pamatjautājumos Fizikas kursa ietvaros. Brīvi jāorientējas diferenciāl – un integrālrēķinos. Jāzina vielas ķīmiskās uzbūves jautājumi.
Studiju kursa plānojums
Daļa KP Stundas Pārbaudījumi
Lekcijas Prakt. d. Lab. Ieskaite Eksāmens Darbs
1 6.0 48.0 16.0 0.0 *
Pieteikties uz šo kursu
[Kursa apraksts PDF formātā]